Vláknové lasery. Pavel PETERKA

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Vláknové lasery. Pavel PETERKA"

Transkript

1 Vláknové lasery Pavel PETERKA Abstrakt: Vláknové lasery patří mezi nejpůsobivější úspěchy fotoniky posledních let. Poskytují hrubou sílu využitelnou pro řezání a sváření v průmyslu, ale lze je nalézt i v delikátních zařízeních vyvíjených pro dosud nejpřesnější měření frekvence a času. Na začátku současného rozmachu této technologie stál erbiem dopovaný vláknový zesilovač, který byl jednou z klíčových komponent umožňující rychlý rozvoj internetu. V příspěvku jsou uvedeny základní principy činnosti vláknových zesilovačů a laserů, některé jejich aplikace a vybrané výsledky výzkumu v tomto oboru v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. Vláknové lasery byly navrženy již v roce 1960, krátce poté, co Theodore Maiman rozzářil koherentním světlem krystal rubínu a sestavil tak první laser. Tehdy Elias Snitzer navrhl a záhy realizoval laser, ve kterém jako aktivní, zesilující prostředí použil skleněné vlákno s jádrem dopovaným neodymem [Snitzer64]. Tento vláknový laser generoval záření na vlnové délce 1,06 mikrometru a byl čerpaný výbojkou, kolem které bylo vlákno obtočené ve spirále. Zatímco odvětví pevnolátkových laserů zaznamenávalo rychlý pokrok od dnů jejich objevu, po prvních pracích E. Snitzera upadají vláknové lasery v zapomnění a jsou považovány spíše za laboratorní kuriozitu. Optickým vláknům samotným však začal bouřlivý rozvoj jako bezkonkurenčnímu přenosovému médiu pro telekomunikace. Aktivní optická vlákna byla znovuobjevena až v polovině osmdesátých let, kdy tým kolem Davida N. Payna z univerzity v Southamptonu v Anglii ukázal, že ionty prvku vzácné zeminy erbia mohou ve vláknech vyvolat zisk na vlnové délce kolem 1550 nm, využívané v komunikačních systémech. Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA - Erbium Doped Fibre Amplifier) způsobil v oblasti optických komunikací převratné změny. EDFA je totiž jednou z klíčových komponent, která umožnila výstavbu dálkových vysokokapacitních datových spojů a tedy i celosvětový rozvoj internetu. Tato komponenta také otevřela nové možnosti pro transparentní optické sítě s vlnovým multiplexem (WDM - Wavelength Division Multiplexing) a pro přenos dat prostřednictvím optických solitonů. Současně s výzkumem EDFA se prováděl i výzkum vláknových laserů. Je vskutku obdivuhodné jak jsou vláknové lasery univerzální. Některé nabízejí eleganci - široce přeladitelný výstup s úzkou šířkou čáry nebo femtosekundové pulzy. Jiné zas nabízejí hrubou sílu - výstupní výkon řádu stovek watů až kilowatů z několika desítek metrů vlákna, a to bez nutnosti drahého a rozměrného vodního chlazení. Princip optického zesilování Vláknový laser je vlastně koherentní optický vláknový zesilovač se zpětnou vazbou. Proto nejprve stručně vysvětlíme činnost vláknových zesilovačů. Na jakém principu je založeno optické zesilování? Zodpovězme si na tuto otázku právě na příkladu aktivního prostředí dopovaného ionty erbia Er 3+, viz Obr. 1. Předpokládejme pro jednoduchost, že ionty Er 3+, kterými je prostředí dopováno, mohou existovat nejméně ve dvou diskrétních stavech - v základním stavu, a v excitovaném stavu. V tepelné rovnováze je počet iontů nacházejících se na jednotlivých energetických hladinách dán Boltzmannovým rozdělením a většina iontů se tedy nachází v základním stavu s minimální energií. Interakci takovéhoto souboru iontů s kvanty světelné energie - fotony - teoreticky vysvětlil Albert Einstein začátkem dvacátého století. Mohou nastat tři různé jevy: spontánní emise, absorpce a stimulovaná emise. Absorpcí fotonu o energii rovné rozdílu energetických hladin se iont v základním stavu převede do excitovaného stavu. Z vybuzeného, metastabilního stavu může iont přejít zpět na základní hladinu bud spontánně, za současného vyzáření fotonu s náhodnou polarizací a fází, nebo je k emisi fotonu stimulován jiným fotonem. V případě stimulované emise mají oba fotony stejné fázové a polarizační vlastnosti, říkáme že jsou vzájemně koherentní. Aktivní prostředí může být vyvedeno z tepelné rovnováhy např. přítomností čerpacího světelného zdroje. Nepůsobí-li na aktivní prostředí jiné vlivy, tak dostatečně silné čerpání způsobí, že většina iontů zůstává trvale v excitovaném stavu. Přivedeme-li pak do excitovaného aktivního prostředí optický signál, bude u fotonů optického signálu převažovat stimulovaná emise nad absorpcí a signál bude 1

2 zesilován. Fotony generované spontánní emisí jsou zdrojem šumu zesilovače. Z makroskopického hlediska klasické fyziky lze aktivní prostředí charakterizovat komplexním indexem lomu, jehož imaginární část způsobuje zeslabování. resp. zesilování intenzity procházející signálové vlny. Obr. 1 (a) Schéma energetických hladin erbia. Metastabilní hladina 4 I 13/2 může být čerpána přímo na vlnové délce 1480 nm, nebo přes hladinu 4 I 11/2 zářením na vlnové délce 980 nm. Doba života iontu na hladině 4 I 11/2 je velmi krátká ( 7 s) ve srovnání s dobou života hladiny 4 I 13/2, ( 10 ms), takže iont vybuzený na hladinu 4 I 11/2 přejde rychle, nezářivě na metastabilní hladinu 4 I 13/2. (b) Absorpční a emisní spektrum přechodu 4 I 15/2 4 I 13/2. U iontů erbia, stejně jako u dalších prvků vzácných zemin (lanthanidů), se zářivé přechody uskutečňují mezi energetickými hladinami v elektronové slupce 4f. Elektronová konfigurace lanthanidů je [Xe] 4f N-1 5s 2 5p 6 6s 0, kde [Xe] představuje uzavřenou slupkovou konfiguraci xenonu. V této konfiguraci iontu je jeden elektron vzat ze slupky 4f a dva ze slupky 6s, podle energetické posloupnosti, ve které elektrony zaplňují jednotlivé podslupky. Na druhou stranu N-1 vnitřních elektronů slupky 4f zůstává stíněno od vnějších polí vnějšími slupkami 5s, 5p, takže 4f 4f laserové přechody vykazují relativně ostré spektrální čáry, ve srovnání např. s přechody kovů. Dalším důsledkem je menší citlivost spektrálních vlastností 4f 4f přechodu na typ hostitelského materiálu. I tento relativně malý vliv způsobený hostitelským materiálem však má pro laserové aplikace významný účinek. Pro iont Er 3+ platí N=12 a má tedy ve 4f slupce N-1=11 elektronů, které mohou nabývat celkem 14 různých energetických úrovní. Tyto úrovně jsou diskrétní a čárové v případě iontu Er 3+ nacházejícího se ve vakuu. Pokud je však iont zabudován např. ve skleněné matrici optického vlákna, dochází k rozšíření čárových hladin na energetické pásy. Energetické hladiny, resp. pásy, významné pro zesilování optického signálu v pásmu 1,5 mikrometru jsou na Obr. 1a. Jednotlivé hladiny jsou označeny podle Russelovy-Soundersovy konvence, vycházející z kvantové atomární teorie. Rozšíření hladin je na Obr. 1b ilustrováno na tvaru absorpčního a emisního spektra přechodu 4 I 15/2 4 I 13/2 u erbiem dopovaného, fosfosilikátového optického vlákna vyrobeného v Ústavu fotoniky a elektroniky Akademie věd ČR, v.v.i (ÚFE). Jak ve skutečnosti vypadá optický zesilovač s erbiem dopovaným vláknem? Příklad konfigurace EDFA je na Obr. 2. Erbiem dopované vlákno, řádově metr až desítky metrů dlouhé, je možné svařovat se standardním přenosovým vláknem nebo pasivními elementy z nich připravených. Vlnově selektivní vazební člen (WDM - Wavelength Division Multiplexer) sdružuje světlo pro čerpání se světlem signálu, zatímco další WDM člen za vláknem vyvazuje případné neabsorbované čerpání. Čerpací laserová dioda má vlnovou délku 980 nebo 1480 nm. V současnosti jsou dostupné diody na vlnové délce 980 nm s výkonem až 1 W, navázaným do jednomódového vlákna. Pásmový filtr potlačuje šum spontánní emise a optický izolátor odstraňuje nežádoucí odrazy světla a zabraňuje vzniku laserových oscilací zesilovače. Optický izolátor je optovláknová součástka, která propouští záření jen jedním směrem. Optoelektronická zpětnovazební smyčka řídí zisk zesilovače prostřednictvím nastavení čerpacího výkonu. Obr. 2 Schéma erbiem dopovaného vláknového zesilovače. 2

3 Zesilovače EDFA jsou v optických komunikacích používány k regeneraci signálu utlumeného absorpcí a rozptylem v přenosovém vláknu. Vkládají se do dálkových přenosových tras zhruba po km optického kabelu, případně jsou používány jako nízkošumové předzesilovače pro zvýšení citlivosti přijímače. V sítích kabelové televize jsou instalovány jako výkonové zesilovače zdroje signálu, který je následně rozvětven do mnoha optických kabelů vedoucích k jednotlivým objektům. Kontinuální vláknové lasery Lasery obecně jsou optické oscilátory. Skládají se z koherentního optického zesilovače, jehož výstupní signál se vrací zpětnou vazbou sfázovaný znovu na vstup. Ve specifickém případě vláknových laserů se tedy jedná o optický vláknový zesilovač, který byl popsán v předchozím odstavci, se systémem zpětné vazby. Systém zpětné vazby se vytváří umístěním zesilovače do optického rezonátoru. Dva typické příklady rezonátorů jsou na Obr. 3. Na Obr. 3a je zesilovač vložen do Fabryova-Perotova rezonátoru tvořeného zrcadly. Uspořádání takového vláknového laseru se nazývá Fabryovo-Perotovo nebo též lineární uspořádání. Jedno ze zrcadel je polopropustné pro vlnovou délku signálu a vychází jím výstupní laserové záření. Zrcadla mohou být realizována několika způsoby: napařením kovové nebo dielektrické odrazné vrstvy na přesně kolmo zalomené čelo vlákna nebo přiložením externího zrcátka k čelům vlákna. Často užívané řešení zrcadel je také navaření vláknových braggovských mřížek (FBG - Fibre Bragg Grating) na vláknový zesilovač. Mřížka FBG se vyrábí nejčastěji osvětlením optického vlákna externím ultrafialovým laserem skrze fázovou masku, např. mikroskopickou mřížku vyleptanou v křemenné podložce. Výsledný interferenční obrazec vysokovýkonového ultrafialového záření vytvoří podél osvětleného vlákna periodickou modulaci indexu lomu tím, že přeruší některé molekulární vazby v germaniem dopovaném křemenném skle jádra optického vlákna. Tato periodická mřížka pak bude odrážet světlo s vlnovou délkou, která je v rezonanci s mřížkovou periodou, a všechny ostatní vlnové délky bude propouštět. Mřížky FBG jsou běžně používány v optických sítích jako vlnově selektivní filtry. Obr. 3 Typická uspořádání vláknového laseru. 3

4 Použití FBG pro vytvoření Fabryova-Perotova rezonátoru je jedním z mnoha příkladů, jak se v konstrukci vláknových laserů s výhodou využívá vyspělá technologie vyvinutá původně pro optovláknové komunikace Na Obr. 3b je další typické uspořádání vláknového laseru, kdy výstup zesilovače je přiveden na vstup - vznikne kruhový rezonátor. Do kruhového rezonátoru je zařazen výstupní vazební člen pro vyvedení laserového signálu. Dále je do rezonátoru vřazen optický izolátor, který zajišťuje generaci laserového signálu jen v jednom směru a přispívá tak ke stabilitě výstupního signálu. Jak ale výstupní laserový signál vzniká? Pokud na vstupu vláknového zesilovače není žádný signál, není ani výstupní signál, takže i signál zpětné vazby je nulový. Takový stav je však nestabilní. Sebenepatrnější šum (s frekvenčními složkami spadajícími do frekvenčního pásma zesilovače), který díky spontánní emisi nevyhnutelně vždy existuje, může na vstupu iniciovat vznik oscilací. Vstupní signál je zesílený a z výstupu je vedený zpět na vstup a je pak znovu zesilován. Tento proces se neustále opakuje dokud signál není tak velký, že další zvětšování signálu je omezeno snižováním zisku (saturací) zesilovače. Ustálený stav je dosažen, když zisk zesilovače přesně vyrovnává ztráty zpětnovazební smyčky při jednom oběhu smyčkou. Další podmínkou ustálených, stacionárních oscilací je fázový synchronismus: celková změna fáze při jednom oběhu musí být celočíselným násobkem 2π, takže signál zpětné vazby je sfázován s původním vstupním signálem. Tato podmínka je splněna pro celou řadu optických vln, módů, šířících se rezonátorem. Tyto, tzv. podélné módy, jsou v případě Fabryova-Perotova rezonátoru od sebe navzájem frekvenčně vzdáleny o =c/2d, kde c je rychlost světla ve vlákně (cca m/s) a d je délka rezonátoru. Pro 10 m dlouhý Fabryův-Perotův rezonátor tak vychází vzdálenost módů 10 MHz. Pro srovnání, typický polovodičový laser InGaAsP emitující na vlnové délce =1300 nm má délku rezonátoru cca 300 mikrometrů, čemuž odpovídá vzdálenost podélných módů = 142 GHz, resp. v optickém spektru = c=0,8 nm. Zatímco ve Fabryově-Perotově rezonátoru prochází optická vlna vláknem dvakrát, v kruhovém laseru jen jednou. Proto módy kruhového laseru jsou frekvenčně vzdáleny =c/d. Např. módy vzdálené 10 MHz jsou podporovány v 20 m dlouhém kruhovém rezonátoru. Vzhledem k vynikající kompatibilitě se standardními telekomunikačními optickými vlákny jsou vláknové lasery využívány v komunikacích. Výzkumníci ÚFE spolupracovali na realizaci erbiového vláknového laseru široce přeladitelného v pásmu nm [Karasek01] a multifrekvenčního laseru generujícího současně až na 12 čarách s vzájemným odstupem 100 GHz (cca 0,8 nm) v telekomunikačním C-pásmu v okolí vlnové délky 1550 nm. Klíčové pro multifrekvenční laser je zařazení akustooptického modulátoru do rezonátoru laseru, díky němuž jsou signály jsou při každém průchodu rezonátorem frekvenčně posunuty a dojde tak k efektivnímu potlačení homogenního rozšíření emisního spektra erbia. Signály na různých vlnových délkách pak mají k dispozici dostatečné zesílení nezávisle na výkonu v ostatních signálech [Karasek00, Slavik02, Slavik02a]. Velmi krátké vláknové lasery s distribuovanou zpětnou vazbou jsou praktickými a kompaktními zdroji jednofrekvenčních laserů podporujících šíření jediného podélného módu a mají tedy velmi úzkou spektrální čárou, užší než 10 khz. tyto lasery jsou vhodné pro použití v optických interferenčních senzorech a v koherentních optických komunikačních systémech. Pulzní vláknové lasery Do spektrálního pásma zesílení erbia (šířka čáry přechodu Er 3+ je cca 30 nm, resp. 4 THz), se vejde řádově stovky tisíc podélných módů. Tyto módy obvykle oscilují nezávisle na sobě, v tzv. režimu volně oscilujících módů. Existují však metody, kterými lze dosáhnout vzájemného svázání a sfázování módů, tzv. módové synchronizaci. Na jednotlivé módy se potom můžeme dívat jako na složky Fourierova rozvoje periodické funkce s periodou T=1/, která je rovna době jednoho oběhu světelné vlny rezonátorem. Tato periodická funkce představuje sled optických pulzů. Časová šířka pulzů je nepřímo úměrná počtu podélných módů, a tedy i šířce pásma přechodu. Ustavení režimu synchronizace módů lze dosáhnout vložením optické uzávěrky do laserové dutiny, která se periodicky otvírá s periodou T. Optickou uzávěrku lze ovládat externím frekvenčním generátorem, mluvíme pak o aktivní módové synchronizaci. Na Obr. 4a je optickou závěrkou Machův-Zehnderův amplitudový modulátor vytvořený v krystalu niobičnanu lithného (LiNBO 3 ), což je prvek integrované optiky. Lze také použít pasivní závěrku tvořenou saturovatelným absorbujícím prostředím, pak mluvíme o pasivní módové synchronizaci. Takovou závěrkou může být např. polarizátor v kombinaci s nelineárním natáčením polarizace v optickém vlákně tvořícím rezonátor, jak je 4

5 ukázáno na Obr. 4b (funkci polarizátoru zde plní polarizační optický izolátor). Pro činnost této závěrky je podstatné nelineární šíření světla ve vlákně. Světlo se šíří jádrem vlákna, které má průměr 8 mikrometrů. Při výkonech kolem 1 W převyšuje průměrná intenzita světla v jádře vlákna intenzitu světla na povrchu Slunce a špičková intenzita v pulzech může být ještě řádově vyšší. Přitom se projevuje optický Ker jev, neboli závislost indexu lomu skla, z něhož je optické vlákno vyrobené, na intenzitě. Tato změna indexu lomu, která je různá v různých částech pulzu, významně ovlivňuje změny tvaru a polarizace pulzu při šíření. Polarizačním kontrolérem, viz Obr. 4b, nastavíme polarizaci světelné vlny tak, že při slabém signálu je její polarizace kolmá k ose propustnosti polarizátoru, ale při silné intenzitě vlny je její polarizace Kerrovým jevem stočena tak, že prochází polarizačním izolátorem s malými ztrátami. Nelineární šíření ve vlákně se podílí i na formování tvaru pulzů, např. automodulace fáze může vést ke kompresi pulzů. Obr. 4 Příklady uspořádání pulzního vláknového laseru s aktivní (a) a pasivní (b) módovou synchronizací. Jako u jiných typů laserů, i u vláknových laserů se používá technika spínaní jakosti Q rezonátoru pro získávání sledu gigantických pulzů. Oproti módově synchronizovaným laserům se jedná o delší pulzy s nižší opakovací frekvencí, ale podstatně vyšší energií jednotlivých pulzů. V současné době jsou dostupné Q-spínané vláknové lasery s energií pulzů až 10 mj, délkou pulzu řádově stovky ns a špičkovým výkonem desítky kw. Pro modulaci ztrát rezonátoru se používají buď aktivní modulátory, např. akustoopické, případně pro pasivní Q-spínání se používají saturovatelné absorbéry, vesměs na bázi objemových prvků jako jsou nelineární polovodičová zrcadla (SESAM), vrstvy uhlíkových nanočástic, nebo krystaly Cr 4+ :YAG. Studium pulzních vláknových laserů je jednou z tématik řešených ve skupině nelineární vláknové optiky ÚFE. Schéma laseru na Obr. 4b odpovídá femtosekundovému vláknovému laseru, který jsme sestavili pro výzkum plně optického zpracování datových toků s vysokou přenosovou rychlostí, o němž je možné se dočíst více v článku Pavla Honzátka a kol. v tomto čísle časopisu. Laser generuje sled pulzů dlouhých 170 fs a opakovací frekvencí 40 MHz. Pohled na část tohoto vláknového laseru obsahující erbiem dopované vlákno je na obr. 5. Byly zde vyvinuty pasivně módově synchronizované vláknové lasery s opakovacím kmitočtem řádu jednotek až desítek MHz, aktivně módově synchronizované vláknové lasery s opakovacím kmitočtem řádu stovek MHz až jednotek GHz a vláknové lasery založené na modulační nestabilitě s opakovacím kmitočtem řádu stovek GHz. Lasery založené na modulační nestabilitě mohou být atraktivním zdrojem optických pulzů pro budoucí komunikační systémy s vysokou přenosovou rychlostí. V těchto laserech se dosahuje fázové synchronizace při čtyřvlnném směšování křížovou modulací a automodulací fáze. Opakovací kmitočet těchto laserů byl definován volným spektrálním intervalem (FSR, 5

6 Free-Spectral Range) hřebenového filtru zapojeného do rezonátoru. Sestavili jsme pulzní lasery s hřebenovým filtry typu Fabryova-Perotova etalonu [Honzátko01], příp. dvoujádrového optického vlákna [Peterka03]. Jako aktivní prostředí bylo použito optické vlákno dopované erbiem a yterbiem. Čerpací záření neexcituje přímo ionty erbia, ale energie čerpání je absorbována yterbiovými ionty, které předávají energii iontům erbia. Tyto lasery pracují na vlnové délce 1550 nm a pro čerpání se používá Nd:YAG-laser, příp. yterbiový vláknový laser, příp. na vlnové délce cca 1060 nm nebo čerpací laserové diody na vlnové délce 980 nm. V oblasti Q-spínaných vláknových laserů se v současnosti věnujeme výzkumu nových typů saturovatelných absorbérů, které jsou plně na bázi optických vláken, oproti nyní běžně používaných saturovatelných absorbérů na bázi prvků objemové optiky. Obr. 5 Část femtosekundového laseru ze schématu na obr. 4b. V erbiem dopovaném vlákně je dobře patrná emise v zelené oblasti spektra, která je průvodním jevem ve vláknech vysoce dopovaných erbiem čerpaných na vlnové délce 980 nm. Vysoký výkon z dvouplášťových vláken Klíčovým krokem ke zvýšení výstupního výkonu vláknových laserů bylo využití metody čerpání aktivního prostředí přes plášť koncem osmdesátých let. Tímto způsobem je možné transformovat vysoce rozbíhavý svazek z mnohamódových laserových diod s velkou vyzařovací plochou (typicky mikrometr) do kvalitního, jednomódového laserového svazku s malou divergencí. První vláknový laser čerpaný přes plášť realizoval opět Elias Snitzer, autor prvního vláknového laseru [Snitzer88]. Samotnou myšlenku čerpání přes plášť si ovšem nechal patentovat již v sedmdesátých letech Robert Maurer ze skláren Corning v USA [Maurer74]. Princip laseru s dvouplášťovým aktivním vláknem je naznačen na Obr. 6. Jádro vlákna (naznačeno červeně) je dopováno erbiem nebo jinými prvky vzácných zemin schopnými laserového zesílení. Světle modrý je pak vnitřní plášť s nižším indexem lomu než je jádro, takže jádro slouží jako vlnovod pro signál. Jádro je většinou jednomódové. Vnitřní plášť je též obklopen materiálem s nižším indexem lomu, např. polysiloxanovým polymerem. Vnitřní plášť tedy slouží také jako vlnovod a to pro šíření čerpání. Protože vnitřní plášť má relativně velkou plochu průřezu, je možné do něj navázat z čerpacích diod velké množství optického výkonu. Jak se čerpací záření šíří podél vlákna, stále znovu křižuje oblast dopovaného jádra a je v něm absorbováno na iontech vzácných zemin. Excitované ionty pak mohou formou stimulované emise předat svou energii zesilovanému signálu. Oproti klasickým pevnolátkovým laserům mají tyto lasery inherentně vysokou stabilitu a provozní spolehlivost, kompaktnost a malé rozměry, díky jednomódovému jádru i výbornou módovou kvalitu výstupního svazku. Vzhledem k velké délce aktivního prostředí mají lepší odvod tepelných ztrát a odpadá komplikované chlazení. Tyto výhody mají i konvenční vláknové zesilovače s jednomódovými diodami. Dvouplášťová vlákna jsou mimořádně účinné prvky pro konverzi výkonného záření polovodičových laserů s malým jasem do výkonného záření s vysokým jasem. Hlavní výhodou pláštěm čerpaných zesilovačů a laserů je proto především možnost použít vysoce výkonných mnohamódových čerpacích diod a z toho vyplývající nižší cena a vysoký výstupní výkon. 6

7 Obr. 6 Princip čerpání aktivního vlákna přes plášť. Problémem specifickým pro čerpání pláštěm je zajistit účinnou absorpci čerpání podél DC-vlákna. Např. v případě kruhového průřezu vlákna je selektivně absorbována část čerpání šířící se středem vlákna, tzv. meridiální paprsky, zatímco kosé (mimoosové) paprsky jádro míjejí a tlumeny nejsou. Útlum, absorpce čerpání tak není homogenní podél celého vlákna, ale po absorpci meridiálních paprsků na počátku vlákna se již čerpání šíří téměř beze ztrát. Optimální pro aplikace dvouplášťových aktivních vláken je zajistit maximální absorpci čerpání ve vláknu, tj. zajistit homogenní útlum podél celého vlákna. Toho lze dosáhnout vhodným návrhem tvaru průřezu vnitřního pláště, který zajistí tzv. chaotickou dynamiku šíření paprsků. V dvouplášťovém vlákně s "chaotickým" šířením paprsků se při libovolném způsobu buzení dosáhne po jisté délce vlákna statisticky rovnoměrného rozložení intenzity záření po průřezu. Příklad takového průřezu vlákna je tzv. vlákno tvaru písmene D na obrázku 6. Dalším problémem dvouplášťových laserů a zesilovačů je navazování signálu a čerpání do aktivního vlákna. V literatuře bylo popsáno několik způsobů jak navázat současně čerpání do vnitřního mnohamódového pláště a signál do jednomódového jádra. V laboratorních podmínkách je ještě přijatelné kombinování signálu a čerpání na vstupu aktivního vlákna pomocí objemových optických prvků a čoček, viz Obr. 7a. Pro zachování výhod šíření signálu optickým vláknem byly vyvinuty v zásadě dva různé způsoby navázání čerpání do vnitřního pláště aktivního vlákna. Prvním způsobem je příčné navázání čerpání z boku aktivního vlákna buďto nějakým difrakčním prvkem, např. hranolem nebo prostřednictvím zářezu ve tvaru V-drážky, viz obrázek 7b. V druhém případě je čerpání navázáno na začátku DC vlákna ve směru jeho osy. V Bellových laboratořích vyvinuli elegantní metodu, využívající svařovaného vláknového vazebního členu vytvořeného z jednomódového a několika mnohamódových vláken, soustředěných okolo jednomódového signálového vlákna, tzv. "star coupler", viz obrázek 7c. V Ústavu fotoniky a elektroniky jsme navrhli nový způsob pro optické čerpání přes plášť a experimentálně jej ověřili pro čerpání vláknového laseru i zesilovače [Peterka06, Peterka09]. Tato patentovaná metoda čerpání je založena na přímém připojení čerpacího i signálového vlákna k dvouplášťovému aktivnímu vláknu se specifickým průřezem. Byla prokázána vysoká účinnost vazby a absorpce čerpání podél dvouplášťového vlákna. Vyvinutý modul vláknového zesilovače nevyžaduje žádné prvky objemové optiky nebo jiné vazební mezičlánky, jak je tomu zapotřebí u většiny jiných metod. Toto zařízení může najít využití ve vysokovýkonových, cenově dostupných vláknových zesilovačích a laserech. Zajímavou oblastí našeho současného výzkumu je také využití vláknových mřížek s dlouhou periodou, připravovaných v ÚFE, ve výkonových vláknových laserech. Ukázali jsme možnost jejich využití pro selekci vlnové délky [Peterka09a] a pro rozšíření spektrálního pásma oscilací yterbiových vláknových laserů [Peterka09b]. Jaké jsou další prvky vzácných zemin používané pro vláknové lasery kromě erbia a neodymu? Je to především yterbium, které silně absorbuje v pásmu 980 nm a emituje záření kolem 1100 nm. V posledních letech jsme svědky strmého růstu výstupního výkonu yterbiem dopovaných dvouplášťových vláken. V roce 2008 byl demonstrován yterbiový vláknový laser s kontinuálním výstupním výkonem 6 kw vycházejícím z jediného optického vlákna. Postavila jej jedna z vůdčích společností v oblasti výkonových vláknových laserů, firma IPG Photonics Valentina Gapontseva, který s výzkumem vláknových laserů začínal v Ústavu radiotechniky a elektroniky Akademie věd SSSR ve Frjazinu nedaleko Moskvy. Fyzikální limit výstupního výkonu z jediného vláknového laserového systému je odhadnut na cca kw. V současnosti je proto vysoce aktuální výzkum metod koherentního slučování jednotlivých svazků, díky nimž se očekává možnost kontinuálně generovat záření v difrakčně limitovaném svazku s výkonem řádu stovek kw [Limpert07]. Výkonová konverzní účinnost yterbiových vláknových laserů je velmi vysoká, větší než 80%, takže např. při čerpání 1 kw je ztrátové teplo jen 200 W a to je možné vzhledem k dlouhé a tenké geometrii aktivního prostředí - vláken - odvést ještě bez nutnosti vodního chlazení. 7

8 Významným prvkem je také thulium, které má široký emisní pás v pásmu 1,9-2,2 mikrometru a silnou absorpci kolem 800 nm, kde jsou rovněž k dispozici výkonné čerpací diody. I thuliové vláknové lasery na 2 m se již blíží hranici 1 kw kontinuálního výstupního výkonu současně při vysoké výkonové konverzní účinnosti 65 % [Moulton09]. V naší laboratoři jsme ve spolupráci s Laboratoří fyziky pevných látek CNRS a Univerzity v Nice ve Francii teoreticky navrhli a experimentálně připravili a charakterizovali novou strukturu thuliem dopovaného vlákna s potenciálem pro využití pro zesilování v telekomunikačním S-pásmu ( nm). Příspěvek k výzkumu v této oblasti spočívá v návrhu nového složení jádra vlákna a v jeho přípravě vedoucí ke zvýšení konverzní účinnosti zářivých přechodů thulia [Peterka04, Peterka07]. Kromě využití v telekomunikacích má zkoumaná struktura značný potenciál i pro lasery pro spektrální oblasti v okolí 800 nm a 2000 nm. Podrobnější popis základního materiálového výzkumu vláken v ÚFE, může čtenář najít v článku Ivana Kašíka v tomto čísle JMO. Erbium a thulium může být dopováno spolu s yterbiem, aby bylo možné použít dostupné, výkonné čerpací diody na vlnových délkách 915, 940 a 980 nm [Peterka06, Simpson08]. Obr. 7 Různé způsoby současného navázání čerpání a signálu do dvouplášťového aktivního vlákna: (a) pomocí objemové optiky; (b) boční čerpání odrazem na V-drážce; (c) svařovaným vazebním členem, tzv. star coupler. S nárůstem výkonu nabývají na významu nelineární jevy, stimulovaný Brillouinův a Ramanův rozptyl, které jsou hlavními omezujícími faktory pro činnost výkonových vláknových zesilovačů a laserů. Brillouinův rozptyl je vyvolán podélnou akustickou vlnou vzniklou elektrostrikcí a rozptýlená vlna je spektrálně posunutá o cca 10 GHz. Jeho velikost závisí na úhlu rozptylu, maximum energie je rozptýleno ve zpětném směru. Brillouinův rozptyl je zvláště významný pro signály s úzkou šířkou čáry, a proto je tento jev možné účinně potlačit snížením koherenční délky signálu, nebo-li, ekvivalentně řečeno, rozšířením spektra signálu. Ramanův rozptyl označuje jev, kdy světelná vlna excituje vyšší vibrační módy molekul SiO 2 a je tak rozptylována do vlny, která se liší o energii vibračního přechodu - pro křemenné sklo je to 13,2 THz. Tyto jevy lze do jisté míry potlačit vhodným návrhem vlákna, např. zvětšením průměru jádra. Pro jisté aplikace však může být Ramanův rozptyl žádoucí a dobře využitelný. Ramanovské vláknové lasery Silného Ramanova rozptylu ve jednomódových optických vláken lze využít k účinné konverzi záření laseru do optické vlny s nižší frekvencí, do tzv. Stokesovy vlny. Zapíšeme-li na konce vlákna pár braggovských mřížek, které odrážejí světlo vlnové délce Stokesovy vlny, vytvoříme pro tuto vlnovou délku rezonátor. Stokesova vlna je dále zesilována stimulovaným Ramanovým rozptylem, takže energie z čerpací vlny je velmi účinně přelévána do příslušné Stokesovy vlny. Tento proces je možné posunout dále k delším vlnovým délkám vytvářením dalších rezonátorů, takže se vytváří vlastně několik do sebe zapouzdřených rezonátorů, jejichž rezonanční frekvence se liší pokaždé o 13,2 THz. Tak například zápisem pěti párů 8

9 braggovských mřížek odrážejících záření na vlnových délkách 1144, 1208, 1280, 1362 a 1455 nm bude vytvořen kaskádní rezonátor ramanovského laseru který zkonvertuje vlnovou délku 1086 nm yterbiového vláknového laseru do záření na vlnové délce 1455 nm. Tento příklad neuvádíme náhodou, ramanovský laser na 1455 nm vyvolává Ramanovo zesílení v standardních jednomódových vláknech v komunikačním pásmu 1550 nm. Bude-li přenosové vlákno čerpáno proti směru šíření signálu (čerpací ramanovský laser je na straně přijímače) bude pomocí Ramanova zesílení výrazně prodloužena vzdálenost přenosu bez opakovačů. V rámci společného projektu sdružení CESNET, které provozuje páteřní akademickou počítačovou síť České republiky, a ÚFE byl demonstrován přenos dvou WDM kanálů 10 Gigabitového Ethernetu po 300 km standardního jednomódového vlákna bez linkových zesilovačů [Karásek04]. Je to slibný výsledek zvláště pro operátory sítí závislých na pronajímání tzv. "temných" vláken, tj. optovláknových kabelů a tras bez aktivních prvků jako jsou vysílače a zesilovače, resp. opakovače signálu. Některé další aplikace Vláknové lasery jsou užitečné pro kteroukoliv aplikaci, která vyžaduje mechanicky odolný zdroj koherentního záření s vynikající módovou kvalitou výstupního svazku. V tomto závěrečném odstavci zmíníme některé další aplikace, které jsme dosud neuvedli. Zvláště zajímavou oblastí aplikací je zpracování materiálu. Např. výstup 100 W laseru může být fokusován na průměr až 1 mikrometr při odpovídající měrné zářivosti několika GW/cm 2 /steradián. Vláknové lasery je tedy možné použít pro žíhání součástek jemné mechaniky, řezání až několik centimetrů silných ocelových dílů, selektivní pájení a svařování komplikovaných mechanizmů, značkování plastových a kovových dílů, jakož i rozmanité tiskové aplikace. Byly demonstrovány aplikace kilowatových vláknových laserových systémů pro vyprošťování osob ze zřícených betonových budov při zemětřesení, řezání pancéřových desek ve vojenském loďařském průmyslu, svařování trub tranzitních plynovodů a mnohé další. Významnou oblastí nejrůznějších aplikací na zpracování materiálu je samozřejmě i automobilový průmysl. Zde je výhodou vláknových laserů oproti jiným typům laserů srovnatelného výkonu především vysoká módová kvalita svazku umožňující např. svařování na relativně velké vzdálenosti, až jednotky metrů, svařování pak může být rychlejší, flexibilnější a nedochází ke znečišťování laserové hlavice, která je dostatečně daleko od sváru. Slibné aplikace jsou také v medicíně, v oční chirurgii a zubním lékařství, kde na vlnové délce =1064 nm, resp. její druhé harmonické 532 nm, mohou být yterbiové vláknové lasery používány místo Nd:YAG laserů, a na vlnové délce v okolí 2 m pak thuliové vláknové lasery lasery mohou nahradit pevnolátkové lasery ná bázi krystalů dopovaných holmiem. Vláknové lasery s pasivní módovou synchronizací generující pulsy řádu stovek femtosekund mohou najít využití v ramanovské spektroskopii a Q-klíčované vláknové lasery s velkou energií v pulsu jsou součástmi detekčních systémů LIDAR (LIght Detection And Ranging) používaných např. v civilním letectví. Zde je třeba připomenout, že vláknová geometrie sice zajišťuje vynikající módovou kvalitu výstupního svazku a odvod ztrátového tepla ve vláknových laserů, na druhou stranu však díky této geometrii mají nízké prahové výkony nežádoucí nelineární jevy a pro určité aplikace pulzních laserů vyžadující extrémně vysoké energie pulzů nemohou vláknové lasery poskytnout tak vysoce energetické pulzy jako klasické krystalové lasery nebo nové typy laserů na bázi tenkých disků. Generátory hřebene optických frekvencí na bázi femtosekundových kruhových vláknových laserů je možné použít pro zatím nejpřesnější měření času, frekvence a dalších veličin. Možná nejdůležitější perspektiva vláknových laserů tkví v inherentní jednoduchosti konceptu vláknového laseru, která při případné hromadné výrobě povede k významnému snížení cen oproti srovnatelným konvenčním laserům. Poděkování Výzkum speciálních optických vláken pro vláknové lasery a zesilovače v ÚFE je podpořen Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR projektem ME10120 scan4surf. Literatura [Snitzer88] E. Snitzer, H. Po, F. Hakimi, R. Tuminelli and B. C. McCollumn, Double-clad, offset core Nd fiber laser, In Proc. Optical Fiber Sensors '88, New Orleans, USA, postdeadline paper PD5, [Maurer74] R. Maurer, Optical waveguide light source, U.S. Patent , Apr. 30,

10 [Karasek01] A. Bellemare, M. Karasek, Ch. Riviere, F. Babin, G. He, G. W. Schinn: Broadly tunable erbium-doped ring lasers: experimentation and modeling, IEEE J. Selected Topics in Quantum Electron., 7: , [Karasek00] M. Karasek, A. Bellemare, Numerical analysis of multifrequency erbium-doped fiber ring laser employing a periodic filter and a frequency shifter, IEE Proc. Optoelectronics, vol. 147, No. 2, , [Honzátko01] P. Honzatko, P. Peterka and J. Kanka. "Modulation instability sigma-resonator fiber laser". Optics Letters, vol. 26, no. 11, pp , [Slavik02] R. Slavík, S. Larochelle, and M. Karásek, High-performance Adjustable Room Temperature Multiwavelength Erbium-Doped Fiber Ring Laser in the C-band, Optics Communications, 206, , [Slavik02a] R. Slavík, S. LaRochelle, Frequency Shift in a Fiber Laser Resonator, Optics Letters, 27, 28-30, [Peterka03] P. Peterka, P. Honzatko, J. Kanka, V. Matejec and I. Kasik. "Generation of high repetition rate pulse trains in a fiber laser through a twin-core fiber". In Proc. SPIE Vol. 5036, p , [Peterka06] 1.P. Peterka, V. Kubeček, P. Dvořáček, I. Kašík and V. Matějec, Experimental demonstration of novel end-pumping method for double-clad fiber devices, Opt. Lett., 31, (2006). [Peterka09] P. Peterka, V. Matějec, I. Kašík, Spojovací prvek a způsob výroby spojovacího prvku pro navázání signálu a čerpání do dvouplášťového optického vlákna, patent č , [Peterka09a] P. Peterka, J. Maria, B. Dussardier, R. Slavik, P. Honzatko, and V. Kubecek, "Long-period fiber grating as wavelength selective element in double-clad Yb-doped fiber-ring lasers", Laser Phys. Lett. 6(10): , [Peterka09b] P. Peterka and R. Slavik, "Extension of the double-clad Yb-doped fiber laser oscillation range thanks to long-period fiber grating filters", CLEO-Europe, paper CJ.P.11-THU, Munchen, Germany, June 14-19, [Limpert07] J. Limpert, F. Roser, T. Schreiber, Ch. Wirth, T. Peschel, R. Eberhardt and A. Tunnermann, "The rising power of the fiber lasers and amplifiers", J. of Selected Topics in Quantum Electronics, 13(3): , [Moulton09] P. F. Moulton, G. A. Rines, E. V. Slobodtchikov, K. F. Wall, K.F., G. Frith, B. Samson, A. L. Carter, Tm-doped fiber lasers: Fundamentals and power scaling IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, 15 (1):85-92, [Peterka04] P. Peterka, B. Faure, W. Blanc, M. Karasek and B. Dussardier, "Theoretical modelling of S- band thulium-doped silica fibre amplifiers", Optical and Quantum Electronics, 36: , [Peterka07] P. Peterka, I. Kasik, V. Matejec, W. Blanc, B. Faure, B. Dussardier, G. Monnom and V. Kubecek, "Thulium-doped silica-based optical fibers for cladding-pumped fiber amplifiers", Optical Materials, 30: , [Sipmson08] D. A. Simpson, W. E. Gibbs, S. F. Collins, W. Blanc, B. Dussardier, G. Monnom, P. Peterka, and G. W. Baxter, "Visible and near infra-red up-conversion in Tm3+/Yb3+ co-doped silica fibers under 980 nm excitation", Opt. Express, 16(18): , [Karásek04] M. Karasek, P. Peterka and Jan Radil, "202 km repeaterless transmission of 2 10 GE plus 2 1 GE channels over standard single mode fibre", Optics Communications, 235: , Kontakt: Ing. Pavel Peterka, Ph.D., , Ústav fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i., Chaberská 57, Praha - Kobylisy 10

Vláknové lasery - jasné světlo ze skleněných nitek

Vláknové lasery - jasné světlo ze skleněných nitek Vláknové lasery - jasné světlo ze skleněných nitek Úspěch erbiem dopovaných vláknových zesilovačů v telekomunikacích podnítil i nedávný rozvoj vláknových laserů, které v mnoha aplikacích začínají nahrazovat

Více

Vláknové lasery jasné světlo ze skleněných nitek

Vláknové lasery jasné světlo ze skleněných nitek 302 Referáty Vláknové lasery jasné světlo ze skleněných nitek Pavel Peterka, Pavel Honzátko, Miroslav Karásek Ústav fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i., Chaberská 57, 182 51 Praha - Kobylisy Vláknové lasery

Více

ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE

ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE LUKÁŠ VOPAŘIL ABSTRAKT: V textu je popsán princip EDFA vláknového zesilovače.dále se text zabývá parametry součástek pro stavbu takového zesilovače. Na závěr je uvedeno

Více

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Opakování z minula Light Amplifier by Stimulated

Více

Zdroje optického záření

Zdroje optického záření Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon

Více

Lasery optické rezonátory

Lasery optické rezonátory Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože

Více

Průmyslové lasery pro svařování

Průmyslové lasery pro svařování Průmyslové lasery pro svařování (studijní text k předmětu SLO/UMT1) Připravila: Hana Šebestová V současné době se vyrábí řada typů laserů. Liší se svou konstrukcí, poskytovaným výkonem, účinností i charakterem

Více

vláknové lasery věda kolem nás objevy

vláknové lasery věda kolem nás objevy vláknové lasery věda kolem nás objevy 2 Vláknové lasery součást výzkumného programu Ústavu fotoniky a elektroniky Akademie věd ČR Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i., (ÚFE AV ČR, www.ufe.cz) je

Více

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013 Lasery Biofyzikální ústav LF MU Elektromagnetické spektrum http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:elmgspektrum.png http://cs.wikipedia.org/wiki/ Soubor:Spectre.svg Bezkontaktní termografie 2 Součásti laseru

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2 Základní konstrukční součásti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Konstrukce laseru 1 - Aktivní prostředí 2 - Čerpací zařízení 3 - Optický

Více

Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru

Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru Ondřej Ticháček, PORG, ondrejtichacek@gmail.com Abstrakt: Úkolem bylo proměření základních charakteristik záření pevnolátkového infračerveného

Více

Historie vláknové optiky

Historie vláknové optiky Historie vláknové optiky datuje se zpět 200 let, kde postupně: 1790 - franc. inženýr Claude Chappe vynalezl optický telegraf 1840 - Daniel Collodon a Jacque Babinet prokázali, že světlo může být vedeno

Více

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu. Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.

Více

1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání

1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání 1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání Mody optického rezonátoru kmitající soustava je charakterizována vlastními frekvencemi. Optický rezonátor jako kmitající soustava nekonečný

Více

SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ

SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ Pořádá: Terinvest spol. s.r.o. ve spolupráci s Českou a slovenskou společností pro fotoniku Termín: 14. 15. 4. 2010 Místo : PVA Letňany, Vstupní hala I, Malý konferenční sál III

Více

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Úloha č. 8 pro laserová praktika KFE, FJFI, ČVUT v Praze, verze 2010/1 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské cely,

Více

Charakteristiky optického záření

Charakteristiky optického záření Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4. Pevnolátkové lasery. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4. Pevnolátkové lasery. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4 Pevnolátkové lasery Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Dělení pevnolátkových laserů podle druhu matrice a dopantu Matrice (nosič): Dopant: Alexandrit

Více

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii Využití optických nelinearit umožňuje přejít od tradičního studia rozptylu světla na fluktuacích, teplotních elementárních excitacích, ke studiu rozptylu

Více

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii Speciální spektrometrické metody Zpracování signálu ve spektroskopii detekce slabých signálů synchronní detekce (Lock-in) čítaní fotonů měření časového průběhu signálů metoda fázového posuvu časově korelované

Více

FTTX - pasivní infrastruktura. František Tejkl 17.09.2014

FTTX - pasivní infrastruktura. František Tejkl 17.09.2014 FTTX - pasivní infrastruktura František Tejkl 17.09.2014 Náplň prezentace Optické vlákno - teorie, struktura a druhy vláken (SM,MM), šíření světla vláknem, přenos opt. signálů Vložný útlum a zpětný odraz

Více

Světlo jako elektromagnetické záření

Světlo jako elektromagnetické záření Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti

Více

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času Ondřej Číp, Šimon Řeřucha, Radek Šmíd, Martin Čížek, Břetislav Mikel (ÚPT AV ČR) Josef Vojtěch a Vladimír

Více

Obsah. Kontinuální vláknové lasery

Obsah. Kontinuální vláknové lasery Obsah Vláknový laser (kontinuální a pulzní režim) Vláknové lasery s dalšími prvky vzácných zemin Vysoký výkon z vláknových laserů optimální průřez vnitřního pláště dvouplášťového (DC) vlákna vazba záření

Více

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis BRNO, 2009 1 Návrh a konstrukce dálkového spoje 1.1 Optická

Více

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Polovodičové zdroje fotonů Přehledový učební text Roman Doleček Liberec 2010 Materiál vznikl v rámci projektu ESF

Více

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka. PSK1-14 Název školy: Autor: Anotace: Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka Optické zdroje a detektory Vzdělávací oblast: Informační a komunikační technologie Předmět:

Více

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA) Optoelektronika elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD Elektro-optické převodníky žárovka - nejzákladnější EO převodník nevhodné pro optiku široké spektrum vlnových délek vhodnost pro EO

Více

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č. Fyzikální princip činnosti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 0 LASER kvantový generátor světla Fyzikální princip činnosti laserů LASER zkratka

Více

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech piezoelektrický jev při mechanickém namáhání krystalu ve správném směru na něm vzniká elektrické napětí po přiložení elektrického napětí se

Více

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie Spektrometrické metody Reflexní a fotoakustická spektroskopie odraz elektromagnetického záření - souvislost absorpce a reflexe Kubelka-Munk funkce fotoakustická spektroskopie Měření odrazivosti elmg záření

Více

ednáška Ing. Bc. Ivan Pravda

ednáška Ing. Bc. Ivan Pravda 4.předn ednáška Optické přenosové prostředky (WDM) Ing. Bc. Ivan Pravda Optické přenosové prostředky - Viditelné světlo frekvence okolo 10 8 Hz, oblast frekvencí využitelná pro přenos dat - Přenášená data

Více

TECHNOLOGIE OPTICKÝCH VLÁKEN A KABELŮ

TECHNOLOGIE OPTICKÝCH VLÁKEN A KABELŮ TECHNOLOGIE OPTICKÝCH VLÁKEN A KABELŮ Výhody optického přenosu signálu: Vysoká přenosová rychlost Velká kapacita a šířka přenosových pásem Nízká výkonová úroveň Odolnost proti rušivým vlivům necitlivost

Více

Fotonické nanostruktury (nanofotonika)

Fotonické nanostruktury (nanofotonika) Základy nanotechnologií KEF/ZANAN Fotonické nanostruktury (nanofotonika) Jan Soubusta 4.11. 2015 Obsah 1. ÚVOD 2. POHLED DO MIKROSVĚTA 3. OD ELEKTRONIKY K FOTONICE 4. FYZIKA PRO NANOFOTONIKU 5. PERIODICKÉ

Více

5. Optické počítače. 5.1 Optická propojení

5. Optické počítače. 5.1 Optická propojení 5. Optické počítače Cíl kapitoly Cílem kapitoly je pochopit funkci optických počítačů. Proto tato kapitola doplňuje poznatky z předešlých kapitol k objasnění funkcí optických počítačů Klíčové pojmy Optické

Více

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009.

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III Úloha č. XXVI Název: Vláknová optika Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009 Odevzdal dne: Možný počet bodů

Více

Lasery základy optiky

Lasery základy optiky LASERY Lasery se staly jedním ze základních nástrojů moderních strojírenských technologií. Optimální využití laserových technologií předpokládá znalosti o jejich principech a o vlastnostech laserového

Více

Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemesel, CZ.1.07/1.1.30/01.0038, Přednáška - KA 5

Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemesel, CZ.1.07/1.1.30/01.0038, Přednáška - KA 5 LASER A JEHO FYZIKÁLNÍ PODSTATA Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň

Více

Obnova signálu aktivní optické sítě na fyzické vrstvě pomocí erbiem dopovaného vláknového zesilovače EDFA a polovodičového zesilovače SOA

Obnova signálu aktivní optické sítě na fyzické vrstvě pomocí erbiem dopovaného vláknového zesilovače EDFA a polovodičového zesilovače SOA PODKLADY PRO PRAKTICKÝ SEMINÁŘ PRO UČITELE VOŠ Obnova signálu aktivní optické sítě na fyzické vrstvě pomocí erbiem dopovaného vláknového zesilovače EDFA a polovodičového zesilovače SOA Ing. Michal Lucki,

Více

Otázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty

Otázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty Fresnelův odraz: Otázka č. 4 Světlovodné přenosové cesty Princip šíření světla v optickém vlákně Odraz a lom světla: β α lom ke kolmici n n β α lom od kolmice n n Zákon lomu n sinα = n sin β Definice indexu

Více

1. Zdroje a detektory optického záření

1. Zdroje a detektory optického záření 1. Zdroje a detektory optického záření 1.1. Zdroje optického záření výkon a jeho časový průběh spektrální charakteristika a její stabilita v čase koherenční vlastnosti 1.1.1. Tepelné zdroje velmi malá

Více

Netradiční světelné zdroje

Netradiční světelné zdroje Ing. Jiří Kubín, Ph.D. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247, který je spolufinancován

Více

Stručný úvod do spektroskopie

Stručný úvod do spektroskopie Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,

Více

PB169 Operační systémy a sítě

PB169 Operační systémy a sítě PB169 Operační systémy a sítě Přenos dat v počítačových sítích Marek Kumpošt, Zdeněk Říha Způsob propojení sítí opak. Drátové sítě TP (twisted pair) kroucená dvoulinka 100Mbit, 1Gbit Koaxiální kabel vyšší

Více

Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa

Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa František Batysta Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT Fyzikální ústav AV ČR 17. leden 2013 František Batysta Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru

Více

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části

Více

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence ROZPTYLOVÉ a EMISNÍ metody - Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl - fluorescence - fosforescence Ramanova spektroskopie Každá čára Ramanova spektra je svými vlastnostmi závislá

Více

Vybrané spektroskopické metody

Vybrané spektroskopické metody Vybrané spektroskopické metody a jejich porovnání s Ramanovou spektroskopií Předmět: Kapitoly o nanostrukturách (2012/2013) Autor: Bc. Michal Martinek Školitel: Ing. Ivan Gregora, CSc. Obsah přednášky

Více

Využití laserů ve vědě. Vojtěch Krčmarský

Využití laserů ve vědě. Vojtěch Krčmarský Využití laserů ve vědě Vojtěch Krčmarský Spektroskopie Vědní obor zabývající se měřením emise a absorpce záření Zakladatelé: Jan Marek Marci, Isaac Newton Spektroskopické metody poskytují informaci o struktuře

Více

Strukturovaná kabeláž počítačových sítí

Strukturovaná kabeláž počítačových sítí Strukturovaná kabeláž počítačových sítí druhy kabelů (koaxiální kabel, TWIST, optický kabel) přenosové rychlosti ztráty na přenosové cestě Koaxiální kabel Původní, první, počítačové rozvody byly postaveny

Více

Spektrální charakteristiky

Spektrální charakteristiky Spektrální charakteristiky Cíl cvičení: Měření spektrálních charakteristik filtrů a zdrojů osvětlení 1 Teoretický úvod Interakcí elektromagnetického vlnění s libovolnou látkou vzniká optický jev, který

Více

Katedra fyzikální elektroniky. Jakub Kákona

Katedra fyzikální elektroniky. Jakub Kákona České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Katedra fyzikální elektroniky Bakalářská práce Jakub Kákona Praha 2012 Vzor titulní strany na pevných deskách Jméno autora a

Více

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Lasery - druhy Laser je tvořen aktivním prostředím, rezonátorem a zdrojem energie. Zdrojem energie, který může

Více

Charakteristiky optoelektronických součástek

Charakteristiky optoelektronických součástek FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Spolupracoval Jan Floryček Jméno a příjmení Jakub Dvořák Ročník 1 Měřeno dne Předn.sk.-Obor BIA 27.2.2007 Stud.skup. 13 Odevzdáno dne Příprava Opravy Učitel

Více

Kroucená dvojlinka. původně telefonní kabel, pro sítě začalo používat IBM (Token Ring) kroucením sníženo rušení. potah (STP navíc stínění)

Kroucená dvojlinka. původně telefonní kabel, pro sítě začalo používat IBM (Token Ring) kroucením sníženo rušení. potah (STP navíc stínění) Fyzická vrstva Kroucená dvojlinka původně telefonní kabel, pro sítě začalo používat IBM (Token Ring) kroucením sníženo rušení potah (STP navíc stínění) 4 kroucené páry Kroucená dvojlinka dva typy: nestíněná

Více

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský Ultrazvuková defektoskopie Vypracoval Jan Janský Základní principy použití vysokých akustických frekvencí pro zjištění vlastností máteriálu a vad typické zařízení: generátor/přijímač pulsů snímač zobrazovací

Více

13. Spektroskopie základní pojmy

13. Spektroskopie základní pojmy základní pojmy Spektroskopicky významné OPTICKÉ JEVY absorpce absorpční spektrometrie emise emisní spektrometrie rozptyl rozptylové metody Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Více

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS Molekulová spektroskopie 1 Chemická vazba, UV/VIS 1 Chemická vazba Silová interakce mezi dvěma atomy. Chemické vazby jsou soudržné síly působící mezi jednotlivými atomy nebo ionty v molekulách. Chemická

Více

2. kapitola: Přenosová cesta optická (rozšířená osnova)

2. kapitola: Přenosová cesta optická (rozšířená osnova) Punčochář, J: AEO; 2. kapitola 1 2. kapitola: Přenosová cesta optická (rozšířená osnova) Čas ke studiu: 4 hodiny Cíl: Po prostudování této kapitoly budete umět identifikovat prvky optického přenosového

Více

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA OPTIKA ZÁKLADNÍ POJMY Optika a její dělení Světlo jako elektromagnetické vlnění Šíření světla Odraz a lom světla Disperze (rozklad) světla OPTIKA

Více

Společná laboratoř optiky. Skupina nelineární a kvantové optiky. Představení vypisovaných témat. bakalářských prací. prosinec 2011

Společná laboratoř optiky. Skupina nelineární a kvantové optiky. Představení vypisovaných témat. bakalářských prací. prosinec 2011 Společná laboratoř optiky Skupina nelineární a kvantové optiky Představení vypisovaných témat bakalářských prací prosinec 2011 O naší skupině... Zařazení: UP PřF Společná laboratoř optiky skupina nelin.

Více

CZ.1.07/1.1.30/01.0038

CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň Monitorovací indikátor: 06.43.10

Více

Svařování LASEREM. doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D

Svařování LASEREM. doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D Svařování LASEREM doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D Spontánní emise M. Planck (1900) kvantová teorie. Záření je tvořeno malými částečkami energie tzv. kvanty, přičemž energie každého kvanta je úměrná kmitočtu

Více

4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte,

4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte, 1 Pracovní úkol 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřené závislosti zpracujte graficky. Stanovte prahový proud i 0. 2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte

Více

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ;   (c) David MILDE, SEKTRÁLNÍ METODY Ing. David MILDE, h.d. Katedra analytické chemie Tel.: 585634443; E-mail: david.milde@upol.cz (c) -2008 oužitá a doporučená literatura Němcová I., Čermáková L., Rychlovský.: Spektrometrické

Více

FTTX - Měření v optických sítích. František Tejkl 17.9.2014

FTTX - Měření v optických sítích. František Tejkl 17.9.2014 FTTX - Měření v optických sítích František Tejkl 17.9.2014 Náplň prezentace Co lze měřit v optických sítích Vizuální kontrola povrchu ferule konektoru Vizuální hledání chyb Optický rozpočet Přímá metoda

Více

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence) Luminiscence Luminiscence emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence chemicky (chemiluminiscence) teplem (termoluminiscence) zvukem (sonoluminiscence)

Více

Hlavní parametry rádiových přijímačů

Hlavní parametry rádiových přijímačů Hlavní parametry rádiových přijímačů Zpracoval: Ing. Jiří Sehnal Pro posouzení základních vlastností rádiových přijímačů jsou zavedena normalizovaná kritéria parametry, podle kterých se rádiové přijímače

Více

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. Laserové kalení Úvod Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. poslední době se začínají komerčně prosazovat

Více

MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis

MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis Ivana Krestýnová, Josef Zicha Abstrakt: Absolutní vlhkost je hmotnost

Více

Měření vlastností optického vlákna

Měření vlastností optického vlákna ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická LABORATORNÍ ÚLOHA Č. 1 Měření vlastností optického vlákna Vypracovali: Jan HLÍDEK & Lukáš TULACH V rámci předmětu: Telekomunikační systémy

Více

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické). PŘEDMĚTY KE STÁTNÍM ZÁVĚREČNÝM ZKOUŠKÁM V BAKALÁŘSKÉM STUDIU SP: CHEMIE A TECHNOLOGIE MATERIÁLŮ SO: MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ POVINNÝ PŘEDMĚT: NAUKA O MATERIÁLECH Ing. Alena Macháčková, CSc. 1. Souvislost

Více

OPTOELEKTRONIKA SNELLOVY ZÁKONY

OPTOELEKTRONIKA SNELLOVY ZÁKONY OPTOELEKTRONIKA Světlo je elektromagnetické vlnění o vlnové délce 380nm až 780nm. Světlo si lze představit také jako určité množství částic světla, tzv. fotonů. OPTICKÁ KOMUNIKAČNÍ SOUSTAVA Přenášenou

Více

Signál v čase a jeho spektrum

Signál v čase a jeho spektrum Signál v čase a jeho spektrum Signály v časovém průběhu (tak jak je vidíme na osciloskopu) můžeme dělit na periodické a neperiodické. V obou případech je lze popsat spektrálně určit jaké kmitočty v sobě

Více

STUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ LASEROVÉHO ZÁŘENÍ

STUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ LASEROVÉHO ZÁŘENÍ Úloha č. 7a STUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ ASEROVÉHO ZÁŘENÍ ÚKO MĚŘENÍ: 1. Na stínítku vytvořte difrakční obrazec difrakční mřížky, štěrbiny a vlasu. Pro všechny studované objekty zaznamenejte pomocí souřadnicového

Více

Optická vlákna. Laboratoř optických vláken. Ústav fotoniky a elektroniky, AVČR, v.v.i. www.ufe.cz/dpt240

Optická vlákna. Laboratoř optických vláken. Ústav fotoniky a elektroniky, AVČR, v.v.i. www.ufe.cz/dpt240 Optická vlákna Laboratoř optických vláken Ústav fotoniky a elektroniky, AVČR, v.v.i. www.ufe.cz/dpt240 Ústav fotoniky a elektroniky AVČR ZÁKLADNÍ VÝZKUM Optické biosensory (SPR Homola) Vláknové lasery

Více

SNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ

SNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ SNÍMAČE OPTICKÉ, ULTRAZVUKOVÉ A RÁDIOVÉ (2.5, 2.6 a 2.7) Ing. Pavel VYLEGALA 2014 Optické snímače Optiky umožňuje konstrukci miniaturních snímačů polohy s vysokou rozlišovací schopností (řádově jednotky

Více

2. Zdroje a detektory světla

2. Zdroje a detektory světla 2. Zdroje a detektory světla transmitance (%) Spektrální rozsah Krátkovlné limity: Absorpce vzduchu (O 2,N 2,vodní pára) - 190 nm Propustnost optiky Spektrální rozsah zdroje vlnová délka (nm) http://www.hellma-analytics.com/text/283/en/material-and-technical-information.html

Více

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití OPTIKA Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů Světlo je vlnění V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití Podstata světla Světlo je elektromagnetické vlnění Zdrojem světla

Více

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry Rádiové funkční bloky X37RFB Dr. Ing. Pavel Kovář Obsah Úvod Krystalový rezonátor Diskrétní krystalové filtry Monolitické krystalové filtry Aplikace 2 Typické použití filtrů Rádiový přijímač preselektor

Více

Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru

Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru 1 Zadání 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřenézávislostizpracujtegraficky.Stanovteprahovýproud

Více

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7 MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Za týden

Více

Laboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla

Laboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Laboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla G Gymnázium Hranice Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Gymnázium G Hranice Test

Více

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený Jan Olbrecht Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený Jaký typ lomu nastane při průchodu světla z opticky

Více

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Na čem závisí účinnost vedení? účinnost vedení závisí na činiteli útlumu β a na činiteli odrazu

Více

Analogové modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206

Analogové modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206 EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND Analogové modulace PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206 Modulace Co je to modulace?

Více

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_13_Nekoherentní zdroje záření

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_13_Nekoherentní zdroje záření Číslo projektu Číslo materiálu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_13_Nekoherentní zdroje záření Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl

Více

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz)

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz) Provazník oscilatory.docx Oscilátory Oscilátory dělíme podle několika hledisek (uvedené třídění není zcela jednotné - bylo použito vžitých názvů, které vznikaly v různém období vývoje a za zcela odlišných

Více

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Digitální učební materiál CZ.1.07/1.5.00/3.080 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT III/ Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím

Více

Laserová technika 1. Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser. 16. prosince 2013. Katedra fyzikální elektroniky. jan.sulc@fjfi.cvut.

Laserová technika 1. Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser. 16. prosince 2013. Katedra fyzikální elektroniky. jan.sulc@fjfi.cvut. Laserová technika 1 Aktivní prostředí Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 16. prosince 2013 Program přednášek

Více

Otázka 22(42) Přístroje pro měření signálů, metody pro měření v časové a frekvenční doméně. Přístroje

Otázka 22(42) Přístroje pro měření signálů, metody pro měření v časové a frekvenční doméně. Přístroje Otázka 22(42) Přístroje pro měření signálů, metody pro měření v časové a frekvenční doméně Rozmanitost signálů v komunikační technice způsobuje, že rozdělení měřicích metod není jednoduché a jednoznačné.

Více

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole 13. VYSOKOFREKVENČNÍ RUŠENÍ 13.1. Klasifikace vysokofrekvenčního rušení Definice vysokofrekvenčního rušení: od 10 khz do 400 GHz Zdroje: prakticky všechny zdroje rušení Rozdělení: rušení šířené vedením

Více

Novinky pro výuku vláknové optiky a optoelektroniky

Novinky pro výuku vláknové optiky a optoelektroniky Novinky pro výuku vláknové optiky a optoelektroniky Moderní výukové soubory Praha 20. dubna 2006 MIKROKOM Praha Martin Hájek, Jan Brouček, Miroslav Švrček, Ondřej Hanzálek Výukové soubory 1. krok do vláknové

Více

Vlnové vlastnosti světla. Člověk a příroda Fyzika

Vlnové vlastnosti světla. Člověk a příroda Fyzika Název vzdělávacího materiálu: Číslo vzdělávacího materiálu: Autor vzdělávací materiálu: Období, ve kterém byl vzdělávací materiál vytvořen: Vzdělávací oblast: Vzdělávací obor: Vzdělávací předmět: Tematická

Více

Nástroje s rotačními elektrooptickými generátory

Nástroje s rotačními elektrooptickými generátory Nástroje s rotačními elektrooptickými generátory Tato kapitola popisuje elektromechanické nástroje využívající optomechanické zvukové generátory. Základem generátoru jsou mechanické díly periodicky přerušující

Více

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné)

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné) Oscilátory Oscilátory Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné) mechanicky laditelní elektricky laditelné VCO (Voltage Control Oscillator) Typy oscilátorů RC většinou neharmonické

Více

Infračervená spektroskopie

Infračervená spektroskopie Infračervená spektroskopie 1 Teoretické základy Podstatou infračervené spektroskopie je interakce infračerveného záření se studovanou hmotou, kdy v případě pohlcení fotonu studovanou hmotou mluvíme o absorpční

Více

KIS a jejich bezpečnost I Šíření rádiových vln

KIS a jejich bezpečnost I Šíření rádiových vln KIS a jejich bezpečnost I Šíření rádiových vln Podstata jednotlivých druhů spojení, výhody a nevýhody jejich použití doc. Ing. Marie Richterová, Ph.D. Katedra komunikačních a informačních systémů Černá

Více